DE3032931C2 - Method and arrangement for the production of multilayer printed circuit boards - Google Patents
Method and arrangement for the production of multilayer printed circuit boardsInfo
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Description
a) Aufheizen des Multilayers bis zur Maximaltemperatur und Pressen in einer ersten Presse (10),a) heating the multilayer up to the maximum temperature and pressing in a first press (10),
b) Abkühlen des Multilayers in der ersten Presse (10) auf eine zwischen der Maximaltemperatur (Tmax) und der Raumtemperatur (Tr) liegende Temperatur (Transfertemperatur Tr), b) cooling the multilayer in the first press (10) to a temperature (transfer temperature Tr) between the maximum temperature (T max ) and room temperature (Tr),
c) Übergabe des Multilayers von der ersten Presse (10) in eine zweite Presse (20), undc) transferring the multilayer from the first press (10) to a second press (20), and
d) Abkühlen des Multilayers in der zweiten Presse (20) bis in die Nähe der Raumtemperatur (Tr). d) cooling the multilayer in the second press (20) to near room temperature (Tr).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transfertemperatur (Tt) abhängig von der Art des Multilayers (Material-Schichtdicke) derart vorgegeben wird, daß Verspannungen oder Verwerfungen bei der Obergabe des Multilayers von der ersten Presse (10) zur zweiten Presse (20) ausgeschlossen sind. 2. The method according to claim 1, characterized in that the transfer temperature (Tt) is predetermined depending on the type of multilayer (material layer thickness) such that tension or warping when the multilayer is transferred from the first press (10) to the second press (20) are excluded.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transfertemperatur (T1) 80° —1200C beträgt und daß die Maximaltemperatur 150° bis 2000C beträgt3. The method according to claim 2, characterized in that the transfer temperature (T 1) is 80 ° -120 0 C and that the maximum temperature is 150 ° to 200 0 C.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abkühlens des Multilayers in der ersten Presse (10) auf die Transfertemperatur (Τη) die dabei freiwerdende Wärmemenge zumindest teilweise der zweiten Presse (20) zugeführt wird.4. The method according to claim 1, characterized in that during the cooling of the multilayer in the first press (10) to the transfer temperature (Τη) the amount of heat released is at least partially supplied to the second press (20).
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Abkühlen der zweiten Presse (20) auf die Raumtemperatur freiwerdende Wärmemenge auf ein Temperaturniveau gepumpt wird, wo sie zum Aufheizen der ersten Presse (10) von der Transfertemperatur (Tt) auf die Maximaltemperatur verwendet wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the amount of heat released during cooling of the second press (20) to room temperature is pumped to a temperature level where it is used to heat the first press (10) from the transfer temperature (Tt) to the maximum temperature is used.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Presse (10) mit kombinierten Heizeinrichtungen (112) und Kühleinrichtungen (110), und eine nachgeschaltete zweite Presse (20) mit Kühleinrichtungen (210) (F ig. 3).6. Device for performing the method according to claim 1, characterized by a first press (10) with combined heating devices (112) and cooling devices (110), and a downstream second press (20) with cooling devices (210) (Fig. 3) .
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pressen (10, 20) Mehretagenpressen sind.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the two presses (10, 20) are multi-daylight presses.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Presse (10) mehrere Stahlplatten (101... 105) mit einer Dicke von 60 mm aufweist, die einen gegenseitigen Abstand von 100 mm aufweisen.8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the first press (10) has a plurality of steel plates (101 ... 105) with a thickness of 60 mm, which have a mutual distance of 100 mm.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Presse (20) mehrere Stahlplatten (201... 205) mit einer Dicke von 35 mm aufweist, die einen gegenseitigen Abstand von 125 mm aufweisen, wobei die Oberseiten der Stahlplatten der ersten Presse (10) und der zweiten Presse (20) miteinander fluchten.9. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the second press (20) has a plurality of steel plates (201 ... 205) with a thickness of 35 mm, which have a mutual distance of 125 mm, wherein the upper sides of the steel plates the first press (10) and the second press (20) are aligned with one another.
10. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pressen (10, 20) zu einer Baueinheit (100) zusammengefaßt sind.10. The device according to claims, characterized in that the two presses (10, 20) are combined to form a structural unit (100) .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Herstellung von Mehrschichtleiterplatten (Multilayer) aus mehreren übereinanderliegenden ίο Leiterplatten unter Anwendung von Druck und Hitze auf die zwischen den Leiterplatten liegenden Kunstharzfolien unter Verwendung zweier Pressen.The invention relates to a method and an arrangement for producing multilayer printed circuit boards (Multilayer) made of several ίο printed circuit boards one on top of the other using pressure and heat onto the synthetic resin film lying between the circuit boards using two presses.
Aus verschiedenen Gründen, so zum Beispiel zur Verkürzung von Weglängen bei der Impulsverarbeitung, werden in der Elektrotechnik bzw. Elektronik Leiterplattenanordnungen eingesetzt, deren einzelne Leiterplatten übereinander geschichtet sind. Die einzelnen Leiterplatten we/den in bekannter, hier nicht interessierenden Weise (zum Beispiel durch Ätzverfahren) mit den Leitungsbahnen versehen.For various reasons, for example to shorten path lengths in pulse processing, are used in electrical engineering or electronics circuit board assemblies, their individual Circuit boards are layered one on top of the other. The individual circuit boards are known, not here interesting way (for example by etching process) provided with the conductor tracks.
Zur festen Verbindung der übereinanderliegenden Leiterplatten werden zwischen diese Kunstharzschichten gelegt, die unter Druck und Hitze in einen Fließzustand und dann in einen irreversiblen, festen Zustand (Duroplaste) versetzt werden, in dem sie dann die üboreinandergeschichteten Leiterplatten festhalten.For a firm connection of the printed circuit boards lying on top of one another, synthetic resin layers are placed between them placed under pressure and heat in a flow state and then in an irreversible, solid State (thermosetting plastics) in which they then hold the stacked printed circuit boards.
Dieser Vorgang erfordert die kontrollierte ZuführungThis process requires controlled feeding
von Wärme und eine darauf abgestimmte Anwendung von Druck auf das Leiterplattenpaket Zunächst wird dem Loiterplattenpaket eine bestimmte Wärmemenge zugeführt, bis die zur Verbindung der Leiterplatten vorgesehenen Zwischenschichten in den Fließzustand gelangen, kurze Zeit danach diesem Fließzustand wird dann der maximale Preßdruck aufgebracht; nachdem dieser Preßdruck eine bestimmte Zeit aufrechterhalten worden ist wird das Leiterplattenpaket abgekühlt, wobei dann die feste Verbindung der einzelnen Leiterplatten erfolgt.of heat and a coordinated application of pressure on the printed circuit board package A certain amount of heat is supplied to the loiter plate package until it is necessary to connect the circuit boards provided intermediate layers get into the flow state, a short time after this flow state then the maximum pressure applied; after this pressure is maintained for a certain time the circuit board package is cooled down, whereby the solid connection of the individual Printed circuit boards takes place.
Je nach der Schichtanzahl des Multilayers sind hierbei im wesentlichen 2 Verfahrensprinzipien bekanntgeworden, die spezifische Vor- und Nachteile aufweisen:Depending on the number of layers of the multilayer, here are Basically 2 procedural principles have become known, which have specific advantages and disadvantages:
Bis zu einer Schichtzahl von ungefähr 4 ist es möglich, das Aufheizen und das Abkühlen des Multilayers in zwei verschiedenen Vorrichtungen (Heizpresse und Kühlpresse) durchzuführen (DE-AS 22 26 430). Dies hat den Vorteil, daß die Heizpresse den Abkühlvorgang nicht mitmachen muß, sondern auf hoher Temperatur bleiben kann. Durch die Verlagerung des Abkühlvorganges in die Kühlpresse ist auch eine gewisse Zeitersparnis verbunden, da während des Abkühlvorganges die Heizpresse schon zur Bearbeitung der nächsten Multilayer zur Verfügung steht. Bei diesem Verfahren ist es erforderlich, die noch unter hoher Temperatur befindlichen Multilayerpakete von der Heizpresse zur Kühlpresse zu transferieren, wo sie dann ebenfalls unter Druckanwendung abgekühlt werden. Diese Druckanwendung ist erforderlich, um Verschiebungen und Verspannungen im Multilayer zu vermeiden, die infolge des Abkühlprozesses auftreten können. Sofern nicht mehr als 3 Schichten verarbeitet werden, sind diese Erscheinungen insgesamt vernachlässigbar, so daß eine druckfreie Übergabe der Multilayer von der Heizpresse zur Kühlpresse möglich ist, ohne daß irreversible Verspannungen oder Verschiebungen des Multilayers auftreten, die nachher in der Kühlpresse nicht mehr beseitigt werden könnten.Up to a number of layers of approx. 4 it is possible to heat up and cool down the multilayer in two perform various devices (heating press and cooling press) (DE-AS 22 26 430). This has the The advantage that the heating press does not have to take part in the cooling process, but rather remain at a high temperature can. Shifting the cooling process to the cooling press also saves a certain amount of time connected, since during the cooling process the heating press is already used to process the next Multilayer is available. In this process it is necessary to keep it under high temperature to transfer the multilayer packages from the heating press to the cooling press, where they are then also under Application of pressure to be cooled. This application of pressure is required to make shifts and To avoid tension in the multilayer, which can occur as a result of the cooling process. Unless If more than 3 layers are processed, these phenomena are negligible overall, so that one pressure-free transfer of the multilayer from the heating press to the cooling press is possible without being irreversible Tensions or displacements of the multilayer occur, which no longer occur afterwards in the cooling press could be eliminated.
Bei mehr als 4 Multilayer-Schichten sah man sich gezwungen, ein anderes Verfahren anzuwenden. DiesesIf there were more than 4 multilayer layers, you were forced to use a different method. This
Verfahren besteht darin, eine Kombination von Heiz- und Kühlpresse in einer Anlage zu vereinigen, um eine Abkühlung der Multilayer-Schichten ohne Druckunterbrechung durchführen zu können (DE-AS 11 88 157). Die Nachteile dieses Verfahrens liegen jedoch auf der Hand: zum einen ist dieses Verfanren äußerst energieintensiv, da die zum Pressen der Multilayer-Schichten verwendeten Stahlplatten immer wieder voll abgekühlt und beim nächsten Verarbeitungsgang wieder aufgeheizt werden müssen, was infolge der hohen Wärmekapazität dieser Stahlplatten sehr unwirtschaftlich ist, außerdem ist dieses Verfahren relativ langsam, da die kombinierte Heiz-Kühlpresse für die gesamte Abkühldauer belegt bleibt.The process consists of combining a combination of heating and cooling presses in one system to produce a To be able to cool the multilayer layers without interrupting the printing process (DE-AS 11 88 157). However, the disadvantages of this process are obvious: on the one hand, this entanglement is extreme energy-intensive, as the steel plates used to press the multilayer layers are always full cooled down and must be heated up again during the next processing step, which is due to the high heat capacity of these steel plates is very uneconomical is, in addition, this process is relatively slow, since the combined heating-cooling press for the entire cooling time remains occupied.
Die Problematik besteht also kurz gesagt darin, daß man bei Mehrschicht-Leiterplatten mit mehr als 4 Schichten einen druckfreien Zustand des Multilayers bei einer Temperatur, in der sich die Zwischenschichten noch im Fließzustand befinden, nicht riskieren kann, ohne daß irreversible Formveränderunger des Multilayers zu befürchten wären, die diesen für seinen Einsatz unbrauchbar machen könnten.In short, the problem is that with multi-layer circuit boards with more than 4 layers a pressure-free state of the multilayer at a temperature in which the intermediate layers are still in the flow state, cannot risk without irreversible changes in shape of the multilayer it would be feared that this could render it unusable for its use.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die bekannten Verfahren derart weiterzuentwickeln, daß auch bei mehrlagigen Schichten (Schichtzahl größer als 4) noch eine beträchtliche Energie- und Zeitersparnis erreicht werden kann.It is therefore an object of the invention to further develop the known method in such a way that even with multi-layer layers (number of layers greater than 4) still achieve considerable energy and time savings can be.
Diese Aufgabe ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the characterizing part of claim 1.
Durch die Aufteilung des Abkühlprozesses auf zwei Pressen können die Vorteile, die bisher nur bei geringschichtigen Multilayern erzielbar waren, auch bei Multilayern mit mehr als 4 Schichten weitgehend realisiert werden, ohne daß die Qualität der hergestellten Mehrschichtleiterplatte darunter leidet.By dividing the cooling process on two presses, the advantages that were previously only available with low-layer multilayers were achievable, even with multilayers with more than 4 layers can be realized without the quality of the multilayer printed circuit board being produced.
Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Refinements of the invention can be found in the subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mittels Figuren erläutert. Es zeigt The invention will now be explained using an exemplary embodiment by means of figures. It shows
Fig. 1 eine grafische Darstellung des Temperatur- und Druckverlaufs eines Multilayers beim erfindungsgemäßen Verfahren,1 shows a graphic representation of the temperature and pressure profile of a multilayer in the case of the invention Procedure,
F i g. 2 eine grafische Darstellung der Temperatur der Heizplatten während aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen, F i g. 2 a graphical representation of the temperature of the heating plates during successive work cycles,
F i g. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bestehend aus der Kombination einer Heiz-Kühlpresse und einer Kühlpresse,F i g. 3 a schematic representation of the device according to the invention, consisting of the combination a heating-cooling press and a cooling press,
Fig.4 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Richtung des Pfeiles ß der F i g. 5 und4 shows a side view of the invention Device in the direction of arrow β of FIG. 5 and
F i g. 5 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Richtung des Pfeiles A der F i g. 4.F i g. 5 shows a front view of the device according to the invention in the direction of arrow A in FIG. 4th
F i g. 1 zeigt eine grafische Darstellung des Temperaturverlaufes und des Druckverlaufes, dem die Mehrschichtleiterplatte während ihrer Verarbeitung ausgesetzt ist. Zunächst wird der Multilayer von der Raumtemperatur Tr unter Anwendung eines geringen Druckes aufgeheizt, bis der die Zwischenschicht bildende Kunststoff seinen Fließpunkt F erreicht hat. Danach wird eine weitere Aufheizung zur Maximaltemperatur Tmax durchgeführt, während gleichzeitig nach einer Zeitspanne Atnach dem Erreichen des Fließpunktes F der Druck bis zum maximalen Preßdruck pmax erhöht wird, um das nunmehr voll fließfähige Kunststoffmaterial zwischen den Leiterplatten zu verteilen und die gewünschte Klebewirkung zu erzeugen. Dieser Druck wird für eine Multilayer-spezifische Zeitspanne aufrechterhalten und danach wird die Heizung abgeschaltet, so daß sich die Temperatur des Multilayers wieder verringert, und sich asymptotisch wieder der Raumtemperatur Tr annähert Das erfindangsgemäße Verfahren ist nun im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß dieser Abkühiprozeß zum Teil in einer ersten Presse (mit I angedeutet) und zum Teil in einer zweiten Presse (mit U angedeutet) verläuft Demnach kühlt sich der Multilayer in der ersten Presse um eine Temperaturdifferenz Δ T\ auf eine Transfertemperatur 7>ab, bei der er in die Zweite Presse transferiert wird, wo er sich schließlich um eine zweite Temperaturdifferenz Δ 7i bis nahe der Raumtemperatur T abkühlen kann.F i g. 1 shows a graphic representation of the temperature profile and the pressure profile to which the multilayer circuit board is exposed during its processing. First, the multilayer is heated from room temperature Tr using low pressure until the plastic forming the intermediate layer has reached its pour point F. Then a further heating to the maximum temperature T max is carried out, while at the same time, after a period of time At after reaching the flow point F, the pressure is increased to the maximum pressure p max in order to distribute the now fully flowable plastic material between the circuit boards and to achieve the desired adhesive effect produce. This pressure is maintained for a multilayer-specific period of time and then the heating is switched off so that the temperature of the multilayer decreases again and asymptotically approaches room temperature Tr again in a first press (indicated by I) and partly in a second press (indicated by U). Accordingly, the multilayer in the first press cools down by a temperature difference Δ T \ to a transfer temperature 7>, at which it enters the second Press is transferred, where it can finally cool down to near room temperature T by a second temperature difference Δ 7i.
Die Transfertemperatur Tt ist dabei so gewählt, daß der erforderliche drucklose Zustand während des Transfers von der ersten Presse zur zweiten Presse nicht mehr zu irreversiblen Formveränderungen des Multilayer-Paketes führen kann (der »Druckeinbruch« ist in der Übergangsphase I—11 zu erkennen).The transfer temperature Tt is chosen so that the required pressureless state during the transfer from the first press to the second press can no longer lead to irreversible changes in shape of the multilayer package (the "pressure drop" can be seen in the transition phase I-11).
Bei der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens haben sich Temperaturen Tmax von 140—200" ergeben, und eine Transfertemperatur Trvon ca. 40—120" Celsius.In the practical application of the method according to the invention, temperatures T max of 140-200 "have resulted, and a transfer temperature Tr of approx. 40-120" Celsius.
Die während der gesamten Verarbeitung verwendeten Vorpreßdrücke p\ und pi (Kontaktdruck zur Wärmeverteilung bzw. zur Stabilisierung des Klebezustandes) liegen im Bereich von 2—15 Mp, der maximale Preßdruck pmax kann zwischen 10 und 100 Mp gewählt werden.The pre-compression pressures p \ and pi (contact pressure for heat distribution or to stabilize the adhesive state) used during the entire processing are in the range of 2-15 Mp, the maximum compression pressure p max can be selected between 10 and 100 Mp.
In der schematischen Darstellung der F i g. 1 ist die Zeitspanne und die Abkühlung während der Übergabe von der ersten Presse zur zweiten Presse nicht berücksichtigt, da diese Werte gegenüber den Werten für einen Verarbeitungszyklus (Größenordnung ca. 1 Stunde und ca. 100°Celsius) vernachlässigbar sind.In the schematic representation of FIG. 1 is the Time span and the cooling during the transfer from the first press to the second press is not taken into account, since these values compared to the values for a processing cycle (order of magnitude approx. 1 hour and approx. 100 ° Celsius) are negligible.
Aus der Darstellung der Fig. 1 entnimmt man den einen Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ohne weiteres: bei Erreichen der Transfertemperatur TVwird der Multilayer an die zweite Presse zur weiteren Abkühlung weitergegeben, so daß die erste Presse zur Aufnahme eines weiteren Multilayers bereitsteht. Dies bewirkt eine Reduzierung der Taktzeit im Verhältnis I/I + II. Während bei der konventionellen Lösung zur Verarbeitung von mehrschichtigen Leiterplatten die gesamte Zyklusdauer (I + II) ca. 75 Minuten in Anspruch nimmt, ergibt sich beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Taktdauer (I) von ca. 30—45 Minuten je nach Materialart und Multilayeraufbau, also eine Reduzierung um ca. 50%.From the illustration of FIG. 1 one takes the one advantage of the solution according to the invention without further ado: when the transfer temperature is reached TVwwill the multilayer passed to the second press for further cooling, so that the first press for Another multilayer is ready. This has the effect of reducing the cycle time in proportion I / I + II. While with the conventional solution for processing multi-layer printed circuit boards the total cycle time (I + II) takes about 75 minutes, results from the invention Process a cycle time (I) of approx. 30-45 minutes depending on the type of material and multilayer structure, so one Reduction by approx. 50%.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus der grafischen Darstellung der F i g. 2, wo der Temperaturverlauf der für die Durchführung des Verfahrens erforderlichen Heizplatten der ersten Presse während mehrerer Verarbeiiungszyklen M1 ... Λ/4 dargestellt ist. Man erkennt, daß nach der Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Anordnung bei der Raumtemperatur 7« die Temperatur Th der Heizplatten zwischen der Maximaltemperatur Tmax und der Transfertemperatur 7>hin- und herpendelt, daß die Temperatur der Heizplatten dabei aber immer um den Wert Δ 7i über der Raumtemperatur 7> bleibt.Another advantage of the method according to the invention results from the graphical representation of FIG. 2, where the temperature profile of the heating plates of the first press required to carry out the process is shown during several processing cycles M1 ... Λ / 4. It can be seen that after starting up the arrangement according to the invention at room temperature 7 "the temperature Th of the heating plates between the maximum temperature T max and the transfer temperature 7> oscillates back and forth, but that the temperature of the heating plates is always the value Δ 7i above the Room temperature 7> remains.
Gegenüber dem bekannten Verfahren ist es daher nur bei Inbetriebnahme der Anlage erforderlich, die Heizplatten von Raumtemperatur Tr auf die Transfertemperatur Ttaufzuheizen, danach ist bei jedem Zyklus Mn nur noch diejenige Wärmemenge den Heizplatten zuzuführen, die zur Erhöhung der Temperatur von der Transfertemperatur 7Yauf die Maximaltemperatur Tmax erforderlich ist. Da diese Wärmezufuhr durch dieCompared with the known method it is, therefore, only at start-up of the plant necessary to heat the heating plates of room temperature Tr on the transfer temperature Tt, then at each cycle M only that amount of heat n the platens to supply that to increase the temperature of the transfer temperature 7Yauf the Maximum temperature T max is required. Since this heat input through the
Beheizung mittels Elektrostäben erfolgt, ist damit eine beträchtliche Energieersparnis erreicht.Heating by means of electric rods is therefore a considerable energy savings achieved.
Beide Vorteile, die Verkürzung der Taktdauer und die Energieeinsparung sind umso größer, je höher beim spezifischen Anwendungsfall die Transfertemperatur Tr gewählt werden kann, dabei ist als wesentliches Kriterium (wie oben schon ausgeführt) zu berücksichtigen, daß bei dem beim Übergabezeitpunkt auftretenden drucklosen Zustand des Multilayers bei der Transfertemperatur Tt keine irreversiblen Strukturveränderungen auftreten dürfen. Die Transfertemperatur Tt ist daher im spezifischen Anwendungsfall individuell je nach Art des Multilayers und nach Qualitätsanforderungen zu bestimmen.Both advantages, the shortening of the cycle time and the energy savings, are greater, the higher the transfer temperature Tr can be selected for the specific application; an essential criterion to be taken into account (as already stated above) is that the multilayer is in the unpressurized state at the time of transfer no irreversible structural changes may occur at the transfer temperature Tt. The transfer temperature Tt must therefore be determined individually in the specific application, depending on the type of multilayer and the quality requirements.
Eine weitere Verbesserung der Qualität der hergestellten Multilayer läßt sich dadurch erreichen, daß man die beim Abkühlen der ersten Presse auf die Transfertemperatur TV-anfallende Wärmemenge zumindest teilweise den (sich noch vom vorherigen Zyklus auf Raumtemperatur befindlichen) Preßplatten der zweiten Presse zugeführt wird, um diese auf Transfertemperatur Tt zu bringen. Bei der Übergabe der Multilayer an die zweite Presse 20 wird dadurch in thermischer Hinsicht ein kontinuierlicher Übergang erreicht, mögliche ungünstige Einflüsse (z. B. lokale Verspannungen oder Verwerfungen) auf die Multilayer durch den Temperaturgradienten zwischen der Transfertemperatur (Multilayer) und Raumtemperatur (Stahlplatten der zweiten Presse 20) werden dadurch vermieden.A further improvement in the quality of the multilayer produced can be achieved by at least partially feeding the amount of heat that occurs when the first press cools down to the transfer temperature TV to the press plates of the second press (which were still at room temperature from the previous cycle) in order to reduce them to bring to transfer temperature Tt. When the multilayer is transferred to the second press 20, a continuous transition is achieved from a thermal point of view, possible unfavorable influences (e.g. local tension or warping) on the multilayer due to the temperature gradient between the transfer temperature (multilayer) and room temperature (steel plates of the second press 20) are avoided.
Technisch läßt sich dies durch ein Wärmetauschersystem bewerkstelligen, bei dem ein Wärmetransportmedium die Stahlplatten der ersten Presse 10 und der zweiten Presse 20 koppelt (z. B. mit öl oder Wasser unter Druck als Transportmedium).Technically, this can be achieved by a heat exchanger system in which a heat transport medium the steel plates of the first press 10 and the second press 20 couples (e.g. with oil or water under pressure as a transport medium).
Zur weiteren Verbesserung der Energiebilanz ist es auch denkbar, dieses System zu einem Wärmepumpensystem zu ergänzen, das die Abkühlung der zweiten Presse und die gleichzeitige Aufheizung der ersten Presse bewirkt oder zumindest unterstützt. Die dem Kühlsystem der zweiten Presse entzogene Wärmemenge kann dabei dem Heizsystem der ersten Presse zugeführt werden, zumindest so iange, wie die Temperaturdifferenz der beiden Pressen eine wirtschaftliche Ausnutzung des Wärmepumpenprinzips ermöglicht.To further improve the energy balance, it is also conceivable to convert this system into a heat pump system to add the cooling of the second press and the simultaneous heating of the first Press causes or at least supports. The amount of heat extracted from the cooling system of the second press can be fed to the heating system of the first press, at least as long as the Temperature difference of the two presses an economical use of the heat pump principle enables.
Die Fig.3—5 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, eine zweistufige Preßanlage.FIGS. 3-5 show the device according to the invention to carry out the process, a two-stage press system.
Fig.3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die erfindungsgemäße Preßanlage besteht aus einer kombinierten Heiz-Kühlpresse 10 und einer nachgeschalteten Kühlpresse 20.FIG. 3 shows a schematic representation of the device according to the invention, the device according to the invention The press system consists of a combined heating / cooling press 10 and a downstream cooling press 20.
Beide Pressen sind als Mehretagenpressen ausgeführt, so besteht die erste Presse 10 aus mehreren Stahlplatten 101, 102, 103, ... und die zweite Presse entsprechend aus der gleichen Anzahl von Stahlplatten 201,202,203,...Both presses are designed as multi-daylight presses, so the first press 10 consists of several steel plates 101, 102, 103, ... and the second press accordingly consists of the same number of steel plates 201, 202, 203, ...
Die Stahlplatten der ersten Presse 10 sind 60 mm dick und haben einen gegenseitigen Abstand von 100 mm,The steel plates of the first press 10 are 60 mm thick and have a mutual distance of 100 mm,
ίο die Stahlplatten der zweiten Presse 20 sind 35 mm dick und haben dementsprechend einen gegenseitigen Abstand von 125 mm.ίο the steel plates of the second press 20 are 35 mm thick and accordingly have a mutual distance of 125 mm.
Zur Beheizung der Stahlplatten der ersten Presse 10 sind Heizstäbe 112 in die Stahlplatten eingelassen, zur Kühlung der Stahlplatten der ersten Presse 10 und der zweiten Presse 20 sind Kanäle !10 bzw. 2!0 zum Durchfluß des Kühlmittels (Wasser) vorgesehen.To heat the steel plates of the first press 10, heating rods 112 are embedded in the steel plates, for cooling the steel plates of the first press 10 and the second press 20 channels 10 and 20 are provided for the coolant (water) to flow through.
Zwischen jeweils 2 Stahlplatten wird ein Multilayer eingeführt, und die Stahlplatten werden dann mittels nicht dargestellter Preßeinrichtungen zusammengedrückt und halten die Multilayer zwischen sich fest.A multilayer is inserted between every 2 steel plates, and the steel plates are then by means of Pressing devices, not shown, are pressed together and hold the multilayer firmly between them.
F i g. 4 und 5 zeigen Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer kompletten Preßanlage gemäß der Erfindung, wobei die beiden Pressen 10 und 20 zu einer gemeinsamen Baueinheit 100 integriert sind.F i g. 4 and 5 show views of an exemplary embodiment of a complete press installation according to the invention, the two presses 10 and 20 being integrated into a common structural unit 100 .
Dargestellt ist eine Mehretagenpresse mit 4 Etagen, die dementsprechend jeweils 5 Stahlplatten 101 ... 105 bzw. 201... 205 aufweist.A multi-daylight press with 4 levels is shown, which accordingly has 5 steel plates 101 ... 105 or 201 ... 205.
Diese Stahlplatten sind in einer schweren Stahlrahmenkonstruktion geführt, um eine ausreichende Preßparallelität
bzw. Parallelführung der Stahlplatten zu ermöglichen. Der erforderliche Preßdruck wird von
einer hydraulischen Vorrichtung 111 über einen Preßtisch 110 auf die Stahlplatten übertragen. Zum
Ausgleich des Gewichtes der Stahlplatten sind Pneumatikzylinder vorgesehen, die sicherstellen, daß in jeder
Etage der gleiche spezifische Preßdruck auf den Multilayer erreicht wird.
Zur Bedienung der gesamten Baueinheit 100 ist ein Bedienungspult 130 vorgesehen, über den Betriebszustand,
insbesondere Drücke und Temperaturen, geben Instrumente Aufschluß, die in einem Instrumentenbord
120 untergebracht sind.
Die Stahlplatten 101 —105 bzw. 201 —205 sind seitlich
in Stangen geführt, wobei zur Gewährleistung der Parallelführung Prismen vorgesehen sind, die entsprechend
den thermischen Ausdehnungen der Stahlplatten angeordnet sind, so daß die Parallelführungseigenschaften
in jedem Temperaturzustand der Stahlplatten gleich sind.These steel plates are guided in a heavy steel frame construction in order to enable sufficient pressing parallelism or parallel guidance of the steel plates. The required pressing pressure is transmitted to the steel plates by a hydraulic device 111 via a pressing table 110. To compensate for the weight of the steel plates, pneumatic cylinders are provided which ensure that the same specific pressure is achieved on the multilayer on each level.
To operate the entire assembly 100, a control panel 130 is provided on the operating state, in particular pressures and temperatures, giving instruments digestion, which are housed in an instrument panel 120th
The steel plates 101-105 and 201 -205 are guided in a tube side, being provided for ensuring parallel guidance prisms which the thermal expansions of the steel plates are arranged accordingly, so that the parallel guide characteristics in each temperature condition of the steel plates are the same.
Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings
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